(57)【要約】  本発明は、ロータシャフト（１０）を製造するための方法、具体的には、電気集合体に関する方法に関し、ａ）シャフト差込口（１４．２）、具体的には、円筒状シャフト差込口（１４．２）を備えるピン（１４）を提供するステップと、ｂ）ピン（１４）を受けるために少なくとも第１の端で開放しており、及び回転体の形態である、中空ロータシャフト本体（１２）を生成するステップであって、特大サイズのものが、シャフト差込口の少なくとも１つの外側表面（１４．３）と、ロータシャフト本体の少なくとも１つの内側表面（１２．３）との間に存在する、当該ステップと、ｃ）ロータシャフトを最終状態にするためにピン（１４）をロータシャフト本体（１２）に締結するために、シャフト差込口（１４．２）をロータシャフト本体（１２）に挿入するステップと、を含む。  当該工程は、ロータシャフトを製造する工程及び作業を簡略化する一方、同時に、コスト及び材料浪費を少なくすることを可能にし、高荷重に耐え及び高トルクを伝達することができるロータシャフトを生成することを可能にする。ロータシャフト本体（１２）及び／またはピン（１４）は、鍛造によって生成されることが好ましい。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータシャフト（１０）を製造するための、具体的には、電気集合体に関する方法であって、
ａ）シャフト差込口（１４．２）、具体的には、円筒状シャフト差込口（１４．２）を備えるピン（１４）を提供するステップと、
ｂ）少なくとも、前記ピン（１４）を受けるために第１の端で開放しており、及び回転体の形態である、中空ロータシャフト本体（１２）を生成するステップであって、特大サイズのものが、前記シャフト差込口の少なくとも１つの外側表面（１４．３）と、前記ロータシャフト本体の少なくとも１つの内側表面（１２．３）との間に存在する、前記ステップと、
ｃ）前記ピン（１４）を前記ロータシャフト本体（１２）に締結するために、前記シャフト差込口（１４．２）を前記ロータシャフト本体（１２）に挿入するステップであって、前記ロータシャフト本体の前記内側表面（１２．３）及び／または前記シャフト差込口の外側表面（１４．３）は、前記ロータシャフト本体（１２）への前記シャフト差込口（１４．２）の挿入中に塑性的に変形し、前記変形の結果として、正嵌合が、前記ピン（１４）または前記シャフト差込口（１４．２）と、前記ロータシャフト本体（１２）との間に生じることを特徴とし、前記ピン（１４）または前記シャフト差込口（１４．２）と、前記ロータシャフト本体（１２）との間の接続部が歯として形成されることを特徴とする、前記ステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
−前記特大サイズのものは、前記シャフト差込口の前記少なくとも１つの外側表面（１４．３）が少なくとも３つの固定要素（１４．４）を有し、前記固定要素（１４．４）の材料硬度が前記ロータシャフト本体の前記少なくとも１つの内側表面（１２．３）の材料硬度よりも大きいことが好ましいという事実に基づいて生成される、
−前記特大サイズのものは、前記ロータシャフト本体の前記少なくとも１つの内側表面（１２．３）が少なくとも３つの固定要素（１２．４）を有し、前記固定要素（１２．４）の材料硬度が前記シャフト差込口の前記少なくとも１つの外側表面（１４．３）の材料硬度よりも大きいことが好ましいという事実に基づいて生成される、
−前記ピン（１４）は、鍛造の手段によって、前記固定要素（１４．４）と一体に生成される、
特徴のうちの少なくとも１つによって特徴付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
−前記ロータシャフト本体の前記内側表面（１２．３）及び／または前記シャフト差込口の前記外側表面（１４．３）は、前記ロータシャフト本体（１２）への前記シャフト差込口（１４．２）の差込中に塑性的に変形し、前記変形の結果として、摩擦接続が、前記ピン（１４）または前記シャフト差込口（１４．２）と、前記ロータシャフト本体（１２）との間に生じる、
−前記ロータシャフト本体（１２）への前記シャフト差込口（１４．２）の前記挿入は、前記ピン（１４）上の軸方向押圧または前記ピン（１４）の後退によって生じる、
特徴のうちの少なくとも１つによって特徴付けられる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
−前記固定要素（１４．４，１２．２）は、前記シャフト差込口の前記外側表面（１４．３）及び／または前記ロータシャフト本体（１２）の前記内側表面の隆起部として構築され、好ましくは、シャフト差込口半径の０．１％、０．５％、または１％を超える、及び５％、４％、または２％未満の高さを伴う、具体的には、前記ロータシャフト本体（１２）の軸方向に構築される細長構造として構築される、
−前記固定要素（１４．４，１２．２）は、前記シャフト差込口（１４．２）ならびにロータシャフト本体（１２）の芯出しをもたらすために及び前記ロータシャフト本体（１２）への前記シャフト差込口（１４．２）の挿入を容易にするために、少なくとも、ある領域内で前記軸方向に楔形になっており、前記シャフト差込口半径は、
ｉ）固定要素（１４．４）の領域内で前記ロータシャフト本体（１２）の内半径よりも大きいことが好ましいが、随意に、
ｉｉ）固定要素（１４．４）の領域内で及び前記シャフト差込口（１４．２）の挿入された端の軸方向近傍において、前記ロータシャフト本体（１２）の前記内半径よりも小さく、
ｉｉｉ）具体的には、固定要素（１４．４）の外側の領域内で前記ロータシャフト本体（１２）の前記内半径よりも小さい、及び／または
前記ロータシャフト本体の前記内半径は、
ｉｖ）固定要素（１２．４）の領域内で前記シャフト差込口の前記シャフト差込口半径よりも小さいことが好ましいが、随意に、
ｖ）固定要素（１２．４）の領域内で及び前記シャフト差込口（１４．２）の挿入された前記端の軸方向近傍において、前記シャフト差込口半径よりも大きく、
ｖｉ）具体的には、前記固定要素（１２．４）の外側の領域内で前記ロータシャフト本体（１２）の前記内半径よりも大きい、
特徴の少なくとも１つによって特徴付けられる、請求項１から３の１項に記載の方法。
【請求項５】
−前記固定要素（１４．４）は、
ｉ）前記シャフト差込口（１４．２）の長さまたは軸方向延長の１％、３％、または１０％を超える、及び１５％、５０％、または８５％未満の軸方向延長、
ｉｉ）好ましくは、前記シャフト差込口の円周の０．１％、０．５％、または１％よりも大きい、及び２％、３％、または４％未満の方位角範囲を有する、
−前記シャフト差込口の前記外側表面（１４．３）は、２、５、または１０を超える、及び１５、２０、または４０未満の固定要素（１４．４）を有し、好ましくは、前記固定要素が前記シャフト差込口の前記円周または前記ロータシャフトの前記円周を覆う程度を示す対象範囲の度合いが、＜５０％、＜４０％、または＜３０％、及び＞１％、＞５％、または＞１０％の値を有する、
−前記固定要素（１４．４）は、前記シャフト差込口の円周及び／または前記ロータシャフト本体の円周に沿って、均一に分配する、
特徴の少なくとも１つを特徴とする、請求項１から４の１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ロータシャフト本体の前記内側表面上の前記固定部材または複数の固定部材は、前記ロータシャフト本体の縦方向に寸法決定された長さ全体にわたって、及び／または前記ロータシャフト本体の前記縦方向に寸法決定された長さの一部にわたって、実質的に延在する、ことを特徴とする、請求項１から５の１項に記載の方法。
【請求項７】
具体的には、電気集合体に関するロータシャフト（１０）であって、
−シャフト差込口（１４．２）、具体的には、円筒状シャフト差込口（１４．２）を伴うピン（１４）と、
−前記ピン（１４）を受けるために少なくとも第１の端を開放し、及び中空回転体として形成されるロータシャフト本体（１２）と、を備え、
特大サイズのものは、前記シャフト差込口の外側表面（１４．３）と、前記ロータシャフト本体の内側表面（１２．３）との間に存在し、前記シャフト差込口（１４．２）は、前記ピン（１４）を前記ロータシャフト本体（１２）に締結するために、前記ロータシャフト本体（１２）の前記開放端に挿入され、前記ロータシャフト本体の前記内側表面（１２．３）及び／または前記シャフト差込口の前記外側表面（１４．３）は、前記ロータシャフト本体（１２）への前記シャフト差込口（１４．２）の挿入中に塑性的に変形し、前記変形の結果として、正嵌合が、前記ピン（１４）または前記シャフト差込口（１４．２）と、前記ロータシャフト本体（１２）との間に生じることを特徴とし、前記ピン（１４）または前記シャフト差込口（１４．２）と、前記ロータシャフト本体（１２）との間の接続部が歯として形成されることを特徴とする、ロータシャフト（１０）。
【請求項８】
−前記シャフト差込口の前記外側表面（１４．３）は、前記特大サイズのものを生成するために、少なくとも３つの固定要素（１４．４）を有し、前記固定要素（１４．４）の材料硬度は、前記ロータシャフト本体の前記内側表面（１２．３）の材料硬度よりも大きいことが好ましい、
−前記ロータシャフト本体の前記内側表面（１２．３）は、前記特大サイズのものを生成するために、少なくとも３つの固定要素（１２．４）を有し、前記固定要素（１４．４）の材料硬度は、前記シャフト差込口の前記外側表面（１４．３）の材料硬度よりも大きいことが好ましい、
−前記ピン（１４）は、鍛造の手段によって、前記固定要素（１４．４）と一体に生成される、
特徴のうちの少なくとも１つによって特徴付けられる、請求項７に記載のロータシャフト（１０）。
【請求項９】
−固定要素（１４．４，１２．４）は、前記シャフト差込口の前記外側表面（１４．３）または前記ロータシャフト本体の前記内側表面（１２．３）の隆起部として構築され、具体的には、前記ロータシャフト本体（１２）の軸方向に細長構造として構築され、前記ロータシャフト本体（１２）への前記ピン（１４）の挿入を容易にするために、前記軸方向で楔形になっていることが好ましい、
−前記ロータシャフト本体（１２）は、第２の端に第１のシャフトカップリング（１２．１）を有する、
−前記ピン（１４）は、
ｉ）前記ロータシャフト本体（１２）への挿入中に、前記ピン（１４）を係止及び固定するために広がるラジアル構造の形態のピンカバー（１４．５）と、
ｉｉ）好ましくは、回転シャフトを伴う回転カップリング用の第２のシャフトカップリング（１４．１）と、
ｉｉｉ）具体的には、前記ロータシャフト本体（１２）への前記ピン（１４）の挿入中に、取り外され、動かされ、または投げ上げられる材料を受けるための前記ピンカバー（１４．５）上に形成される逃げ溝（１４．６）と、を示す、
特徴の少なくとも１つによって特徴付けられる、請求項７または８に記載のロータシャフト（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータシャフトを製造するための方法、具体的には、電気集合体、好ましくは、電気モータまたは発電機、及びロータシャフトに関する方法、具体的には、そのような電気集合体に関する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータシャフトは、電気モータの回転運動及びトルクを下流要素に伝達するシャフトである。中空ロータシャフトは、通常、最初に円筒状ブランクもしくはパイプブランクを押し出すことによって、及び／または、中空になるようにそれを穿孔もしくは機械加工することによって、またはそれを大量に形成することによって、例えば、それを鍛造することにより、その後、中空になるようにそれを機械加工する、または中空になるようにそれを押圧することによって製造される。次に、両側が開放している中空回転体は、留め具と両側で接続し、または、圧入及び／または溶接によって、要素を接続する。これらは、シャフトを支持するために使用される。そのような手順は、電気モータ用の内蔵ロータシャフトの製造に関する「ＡＴＺ  ｅｘｔｒａ」（「ＴｈｙｓｓｅｎＫｒｕｐｐ  ＩｎＣａｒ  ｐｌｕｓ」、２０１４年１０月発行、３４〜３７頁）に説明されている。
【０００３】
加えて、特許文献１では、圧入によって接続及び／または一緒に溶接されるいくつかの部分から成る電気集合体に関するロータシャフトが記述されている。
【０００４】
しかしながら、そのような機械加工工程は、具体的には、時間及び金額に関して、要求される作業工程が多いこと、その工程の複雑性、及び機械加工の精度を確実にするためにとる必要がある特別なケアに起因して、かなりコストがかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２０１０  ０２２  ６２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、複雑性を少なくすること、労力を少なくすること、及び／またはコストを少なくすることに関して、さらにロータシャフトの製造を開発または改善する目的に基づくものである。
【０００７】
独立請求項の主題によって、この問題を解決するものとする。利点をもたらす配列及び推進は、従属請求項に示される。推進の特徴は、技術的に適切なとき、組み合わせられ得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、ロータシャフトを製造するための方法、具体的には、電気集合体、好ましくは、電気モータまたは発電機に関する方法に関する。本手順は、
ａ）具体的には、円筒状形態シャフト差込口を備えるピンを提供するステップと、
ｂ）ピンを受けるために少なくとも１つの第１の端で開放しており、回転体（好ましくは、円筒対称なもの）の形態である、中空ロータシャフト本体を生成し、シャフト差込口の少なくとも１つの外側表面と、ロータシャフト本体の少なくとも１つの内側表面との間に、特大サイズのものが存在し、第１のシャフトカップリングは、回転シャフトを伴う回転カップリング用に形成されることが好ましいステップと、
ｃ）ピンをロータシャフト本体に取り付け及びロータシャフトを完全にするために、シャフト差込口をロータシャフト本体に挿入するステップと、
を含む。
【０００９】
「ピン」に関して、本発明は、中空ピンを含む全ての種類のピンが理解されているものである。ピンは、ａ）鍛造によって、好ましくは、衝撃押出、具体的には、ブランクの前方押出及び／または後方押出によって生成されることができ、ロータシャフト本体の開放端のためのカバー部として設計されることができる。円筒状及び／または回転対称鍛造は、具体的には、単純方式における単一の動作で、及び非常に精密な同心度で、生成されることができ、それによって、内側輪郭の軸及び外側輪郭の軸は、部品の大部分が不平衡になるように十分な精度で１列になる。
【００１０】
円筒対称ロータシャフト本体は、第２の端に第１のシャフトカップリングが装備されることで利点がもたらされる。これは、また、押し込まれる、圧入される、または溶接されることができるが、ロータシャフト本体と一体に鍛造されることが好ましい。これは、安定性、製造及びコストに関する利点をもたらす。ロータシャフト本体（１２）及び／またはピン（１４）は、鍛造によって生成されることが好ましい。
【００１１】
ステップｂ）におけるロータシャフト本体の製造は、冷間成形、温間成形、もしくは加熱成形、または熱間鍛造、好ましくは、衝撃押出、具体的には、ブランクの前方衝撃押出及び／または後方衝撃押出として実行され得、ブランクの鋳造、圧延、または成形、及び後続の焼き入れ、焼き戻し、研磨のステップのうちの少なくとも１つを含み得る。また、鍛造は、必要に応じて、半加熱成形として実行されることができる。ステップｂ）におけるロータシャフト本体の製造は、また、プレート等の圧延品の縦方向の溶接または固形物からの穿孔を含み得る。縦方向の継ぎ目に加えて、また、らせん状継ぎ目形状も可能である。製造工程は、また、両側または片側に管開放部を形成し、次に、ロータシャフト本体を形成するようなシートメタルストリップの成形及び接続を含む。シートストリップは、具体的には、高温及び低温で圧延され、例えば、それを所望の壁厚になるように、溶接の前に、利点をもたらすように形成される。
【００１２】
ステップｂ）におけるロータシャフト本体の生成は、また片側で開放している一部の成形であり得るが、また、管の連続工程または押出機の工程に従って生成されることができる管であり得る。これらの２つの方法は、直径２０〜１８０ｍｍの継ぎ目なし管の生成を参照する。しかしながら、本発明では、継ぎ目なしロータシャフト本体が好まれる。
【００１３】
ロータシャフトに関して、本発明では、全ての回転波（すなわち、また、狭義ではロータとして理解されないもの）を意味する。
【００１４】
ステップａ）及び／またはｂ）におけるブランクの材料は、好ましくは、鋼鉄、具体的には、事前に圧延された鋼鉄は、繊維状微細構造、ひいては、鋳造微細構造よりも高い強度を有し得る。鍛造では、微細構造（繊維構造）が保持され、微細構造は、均一に、微粒子の状態になり、ひいては、さらに強固になる。他方では、機械加工工程では、繊維の形状が粒子流動を遮断し、強度を弱くする。
【００１５】
鍛造における材料費は、材料浪費が少なくなる（より少ない浪費がもたらされる）ため、他の成形工程でより安くなる。加えて、成形による製造に要する時間が短くなる。従来の工程と比較して、この工程は、同時にコストを少なくしながら、ロータシャフトを製造する工程及び動作を簡略化する。
【００１６】
本発明の別の態様は、電気集合体に関するロータシャフト、好ましくは、電気モータまたは発電機に関する。ロータシャフトは、
−円筒状シャフト差込口を伴うピンと、
−鍛造によって生成され、具体的にはピンを受けるために少なくとも１つの第１の端を開放している中空回転体の形態であり、第２の端において第１のシャフトカップリングを備える、ロータシャフト本体と、を備え、
特大サイズのものが、シャフト差込口の少なくとも１つの外側表面と、ロータシャフト本体の少なくとも１つの内側表面との間に存在し、シャフト差込口は、ピンをロータシャフト本体に締結するために、ロータシャフト本体の開放端に挿入、具体的には、押圧される。
【００１７】
シャフト差込口の少なくとも１つの外側表面とロータシャフト本体の少なくとも１つの内側表面との間の特大サイズのものは、シャフト差込口半径またはシャフト差込口の外側表面の半径が、ロータシャフト本体のこの内側表面の半径よりも少なくとも部分的に大きいことを意味する。本発明は、また、溝、切り欠き、跡等の陥凹、カム、点、シャフト、山等の溝または隆起部等を含む、シャフト差込口の外壁またはロータシャフトの内壁の表面の一部として、シャフト差込口の外側表面またはロータシャフト本体の内側表面が理解されているものである。
【００１８】
シャフト差込口半径は、固定要素のエリア内でロータシャフト本体の内半径よりも大きくなり得、固定要素の外側のエリア内のロータシャフト本体の内半径未満またはそれに等しいことが好ましい場合がある。半径が同じ場合、固定要素をカウンタ材料に完全に押圧することができるため、移行に関する許容値があり得る。圧入と比較して、工程のステップｃ）におけるシャフト差込口の外側表面の説明される形態は、シャフト差込口をロータシャフト本体及び歯に、より容易に及び正確に挿入すること、または、回転力を良好に吸収する摩擦接続を可能にする。
【００１９】
原則として、非正接続は、固定要素間のエリア内において、ロータシャフト本体とシャフト差込口との間で実現されることが意図される。具体的には、ロータシャフト本体とシャフト差込口との間での、好ましくは、固定要素間の領域内での圧入は、ロータシャフト本体とシャフト差込口との間に永久接続を確実にする特大サイズのものによって実現または設定されることがもたらされる。利点をもたらすように、固定要素の存在によって、固定要素間の圧入を調整し、特に、小さくすることができる。好ましくは、固定要素は、各々の用途に要求される引抜力またはトルクを達成することができるように形成されることが意図される。また、固定要素間のエリアによって生じる圧入はすでに、所望の永久接続を提供するのに十分であることが想像できる。
【００２０】
具体的には、シャフト差込口とロータシャフト本体との間に特大サイズのものは、シャフト差込口の外側表面（固定要素がないもの）及びロータシャフト内側表面（固定要素がないもの）に関連する。言い換えれば、すでに、固定要素なしで、特大サイズのものの一定の量を達成している。これは、固定要素間のエリア内で、遊びがない平坦な設置物があることを確実にする。次に、これは、最適な同心度及び芯出しを確実にする。
【００２１】
ロータシャフトの製造は、ロータシャフトの特性に決定的な影響をもたらし、従来のロータシャフトまたは他の方法によって製造されるもの等にわたり、いくつかの利点をもたらす。その利点として、例えば、
−鍛造されたロータシャフト本体は、強度の増加をもたらし、ロータシャフトにより高い荷重、力、及び／またはトルクを受けることを可能にする。
−ロータシャフトの複雑性は少なくなり、その製造に必要とする材料が少なくなり（製造中、廃棄物がなく、または少なくなる）、より容易に及び迅速にロータシャフトを組み立てることができ、したがって、より安価になる。
−すぐに設置できる機能表面または連結要素を生成することができる。
【００２２】
特大サイズのものは、シャフト差込口の外側表面及び／またはロータシャフト本体の内側表面が、少なくとも３つの固定要素を有し、それによって、固定要素の材料硬度は、ロータシャフト本体の内側表面の材料硬度よりも大きいことが好ましいという事実に基づいて生成されることができる。窒化工程または熱処理工程、例えば、誘導硬化によって、または、鍛造中の加工硬化によって、もしくは代替として、表面硬化によって、所望の材料硬度を達成することができる。
【００２３】
固定要素は、ロータシャフトに、以下のような多くの利点をもたらす。
−軸方向引張強度の増加、
−回転ねじれ強度の改善、
−より高いトルクを伝達することができる、
−全体的強度及び耐荷重能力の増加、
−例えば、ピンをロータシャフト本体に取り付ける溶接作業は、必要ではない、すなわち、実行されない、これにより、生成を簡略化し、コストを少なくする、
−例えば、加熱に起因してロータシャフトに影響を及ぼす、歪みのようなことを回避することができる。
【００２４】
ロータシャフトは電気集合体の一部であり得、電気集合体は、回転自在駆動ロータシャフトを備える、またはロータシャフトを回転自在に駆動するために、ロータシャフトに接続される。電気集合体は、電気モータまたは発電機であり得ることが好ましい。特に、電気モータを伴う車両（具体的には、陸上車、例えば、自動車）の内部で、利点をもたらすように、ロータシャフトを使用することができる。
【００２５】
ロータシャフトは端から端まで中空であり得る。ロータシャフトの外側表面は回転対称であり得る。
【００２６】
好ましくは、生成を簡略化し、生成及び最終製品に関するコストを少なくする鍛造によって利点をもたらすように、固定要素と一体になるようにピンを生成することができる。
【００２７】
ロータシャフト本体の内側表面及び／またはシャフト差込口の外側表面は、シャフト差込口がロータシャフト本体に軸方向に挿入されるときに塑性的に変形することができる。ロータシャフト本体の内側表面よりも高い材料硬度を有する固定要素において、当該変形を実現し得、ロータシャフト本体の内側表面の材料を動かしまたは高くし（またはその逆も同様）、それによって、ピンまたはシャフト差込口とロータシャフト本体との間に高荷重可能な接続部（好ましくは、正接続及び／または非正接続）を生成する。
【００２８】
当該接続部は、ピンもしくはシャフト差込口とロータシャフト本体との間に、または、シャフト差込口外側表面とロータシャフト本体の内側表面との間に、歯として設計されることができる。歯は、さらに、軸方向引張強度、回転ねじれ強度、トルク荷重能力の改良、及び溶接工程の回避に関して、既に言及された利点を向上させることができる。
【００２９】
各々の固定要素は、シャフト差込口の外側表面及び／またはロータシャフト本体の内側表面の隆起部として形成されることができ、具体的には、ロータシャフト本体の軸方向に形成される細長構造として構築され、具体的には、方位角方向において、すなわち、差込口の円周またはロータシャフト本体の円周に沿って、同一のパラメータを有し、及び／または相互に等間隔に配列されることが好ましい。これは、シャフト差込口がロータシャフト本体に差し込まれるとき、ピンを良好に中心に位置付けることを可能にし、これにより、結果として生じるロータシャフトの大部分が不平衡になる。
【００３０】
以下のように、固定要素を寸法決定することができる。
−固定要素は、シャフト差込口半径の０．５％または１％よりも大きい、及び５％または２％未満の高さを有する、及び／または
−固定要素は、シャフト差込口の軸方向延長の１％、３％、または１０％を超える、及び７０％または９０％未満の軸方向延長を有する、及び／または
−固定部材は、シャフト差込口の円周の０．０１％、０．１％、または１％を超える、及び２％、３％、または４％未満の方位延長を有する、及び／または
−シャフト差込口の外側表面は、２、５、または１０を超える、及び１５、２０、または４０未満の固定要素を有する、及び／または
−固定要素がシャフト差込口の円周を覆う程度を示す対象範囲の度合いは、＜８０％、＜７０％、または＜６０％、及び＞１５％、＞２０％、または＞２５％の値を有する。
【００３１】
固定要素は、特に、固定要素がシャフト差込口の外側表面上に配列される場合、約０．５ｍｍの高さ、約５ｍｍの幅、約２５ｍｍの長さ、及び約２５〜６０ｍｍのシャフト差込口半径を有する。
【００３２】
好ましくは、ロータシャフト本体の内側表面上の１つ以上の固定要素は、縦方向に寸法決定されたロータシャフト本体の全長にわたって実質的に延在することがもたらされる。具体的には、例えば、ロータシャフト本体が引き込まれるとき、ロータシャフト本体と一緒に成形工程において、直接、固定要素を生成する。しかしながら、また、個々の固定要素の全てまたはそれだけが、全長の一部だけにわたって縦方向に延在することが想像できる。
【００３３】
事前に知られている外部の刻み目と比較すると、この方法で寸法決定された固定要素は、シャフト差込口がロータシャフト本体に挿入されるとき、具体的には、ロータシャフト本体の内側表面を変形させることによって、ピンとロータシャフト本体との間に、かなり強力な及びより目立つ歯を形成する利点をもたらす。加えて、固定要素は、シャフト差込口円周に沿って十分に離され、外部の刻み目とは違って、シャフト差込口がロータシャフト本体に挿入されるとき、ロータシャフト本体の内側表面から、固定要素によって動かされ、高くされ、または変形される材料を方位空間内で持ち上げることを可能にする。これは、ピンとロータシャフト本体との間の接続をより弾力的及びより強力にする。
【００３４】
１つの固定要素はそれぞれ、ロータシャフト本体へのシャフト差込口の差し込みを容易にするために、軸方向に、具体的には、差込口エリア内で、または合計長さの少なくとも一部で楔形であり得る。好ましくは、シャフト差込口半径は、ｉ）固定部材の領域内のロータシャフト本体の内半径よりも大きいが、随意に、ｉｉ）固定部材の領域内において及びシャフト差込口の差し込まれた端の軸方向近傍において、ロータシャフト本体の内半径よりも小さい。固定要素の外側のエリア内では、シャフト差込口半径は、ロータシャフト本体の内半径よりも小さくなり得る。
【００３５】
外部の刻み目と比較すると、この方法で設計された固定要素は、シャフト差込口をロータシャフト本体に挿入することを容易にする利点をもたらす。これは、シャフト差込口をロータシャフト本体に挿入するとき、ピンを良好に中心に位置付けることを可能にし、これにより、結果として生じるロータシャフトの大部分が不平衡になる。
【００３６】
ピンは、それがロータシャフト本体へ挿入されるとき、ピンを係止及び固定するために広がるラジアル構造として設計されるピンカバーを有し、それによって、逃げ溝は、ピンカバー上に形成されることが好ましい。
【００３７】
固定要素の材料がロータシャフト本体の内側表面の材料よりも硬い場合でも、材料はまた、シャフト差込口がロータシャフト本体に挿入されるとき、固定要素によって、取り外される、動かされる、投げ上げられる、または変形することができる。逃げ溝は、固定要素によって取り外される、動かされる、または投げ上げられる材料を持ち上げる役割を果たす。
【００３８】
逃げ溝は、また、この目的を果たし、
−十分に大きくない面または曲線をロータシャフト本体に取り付けることができるため、シャフト差込口をロータシャフト本体に平坦に嵌合または挿入することを可能にし、及び／または
−曲がり輪郭及びその切り欠き内の陥凹によって生じる応力ピークを小さくする。
【００３９】
ピンは、また、回転シャフトを伴う回転カップリング用の第２のシャフトカップリングを有し得る。
【００４０】
本発明は、例及び図面を使用して、下記により詳細に説明される。同じ参照符号は、同じまたは対応する要素を指す。異なる設計例の特徴を相互に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、シャフト差込口をロータシャフト本体に挿入する前のピン及びロータシャフト本体の斜視図である。
【図２】図２は、シャフト差込口をロータシャフト本体に挿入する前のピン及びロータシャフト本体の側面図（概略断面図）である。
【図３ａ】図３ａは、ロータシャフトの側面図（概略断面図）である。
【図３ｂ】図３ｂは、図３ａの断面Ｂ−Ｂ’による、ロータシャフトの図（概略断面図）である。
【図４ａ】図４ａは、図２のロータシャフト細部Ａにおける、湾曲傾斜部を伴う固定要素である。
【図４ｂ】図４ｂは、図２のロータシャフト細部Ａにおける、楔形傾斜部を伴う固定要素である。
【図５】図５は、本発明のさらなる実施形態による、シャフト差込口をロータシャフト本体に挿入する前のピン及びロータシャフト本体の斜視図である。
【図６】図６は、本発明のさらなる実施形態による、シャフト差込口をロータシャフト本体に挿入する前のピン及びロータシャフト本体の側面図（概略断面図）である。
【図７ａ】図７ａは、ロータシャフトの側面図（概略断面図）である。
【図７ｂ】図７ｂは、本発明のさらなる実施形態に従った図３ａの断面Ｂ−Ｂ’による、ロータシャフトの図（概略断面図）である。
【図８】図８は、本発明の第２のさらなる実施形態による、シャフト差込口をロータシャフト本体に挿入する前のピン及びロータシャフト本体の側面図である。
【図９ａ】図９ａは、ロータシャフトの側面図（概略断面図）である。
【図９ｂ】図９ｂは、本発明の第２のさらなる実施形態に従った図３ａの断面Ｂ−Ｂ’による、ロータシャフトの図（概略断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１は、シャフト差込口１４．２をロータシャフト本体１２に挿入する前のピン１４及びロータシャフト本体１２の斜視図を示す。図２は、シャフト差込口１４．２をロータシャフト本体１２に挿入する前の、ロータシャフト本体１２と、円筒状シャフト差込口１４．２を伴うピン１４との側面図とを示す。
【００４３】
鍛造によって生成されるロータシャフト本体１２は、ピン１４を受けるために少なくとも１つの第１の端で開放している中空回転体として形成される。ロータシャフト本体１２は、好ましくは、５０〜１２０ｍｍ、特に好ましくは、１００ｍｍよりも大きい外径を有する。ロータシャフト本体１２は、その第２の端における第１のシャフトカップリング１２．１だけに利点をもたらす。この好ましい実施形態では、これは、ロータシャフト本体１２と一体に鍛造される。
【００４４】
この場合、ロータシャフト本体１２は回転対称であるが、シャフト差込口１４．２がロータシャフト本体１２に軸方向に挿入される、具体的には押圧されるため、非回転対称の外側輪郭を伴うロータシャフト本体１２もまた使用することができる。
【００４５】
シャフト差込口の外側表面１４．３と、ロータシャフト本体の内側表面１２．３との間に、特大サイズのものが存在する。特大サイズのものは、シャフト差込口半径またはシャフト差込口の外側表面１４．３の半径は、ロータシャフト本体の内側表面１２．３の半径よりも少なくとも部分的に大きいことを意味する。
【００４６】
特大サイズのものは、シャフト差込口の外側表面１４．３が複数の固定要素１４．４を有し、固定要素１４．４の材料硬度は、ロータシャフト本体の内側表面１２．３の材料硬度よりも大きいという事実に基づいて生成される。各固定要素１４．４は、シャフト差込口の外側表面１４．３の軸方向に細長い隆起部として形成される。
【００４７】
各固定要素１４．４は、シャフト差込口円周の３％未満であるシャフト差込口半径、幅、または方位角の延長の［５−１５］％の範囲高さと、シャフト差込口１４．２の長さまたは軸方向の延長の［７０−９０］％の範囲の長さまたは軸方向延長とを有する。
【００４８】
この方法で寸法決定された固定要素１４．４は、シャフト差込口１４．２（図３ａ参照）がロータシャフト本体１２に差し込まれるとき、ピン１４とロータシャフト本体１２との間に、はっきり見える及び目立つ歯を形成する利点をもたらす。加えて、固定要素１４．４は、シャフト差込口円周に沿って十分に離され、シャフト差込口１４．２がロータシャフト本体１２に差し込まれるとき、ロータシャフト本体１２の中のシャフト差込口１４．２によって動かされる材料を、固定要素１４．４によって方位空間内で持ち上げることを可能にする。これは、ピン１４とロータシャフト本体１２との間の接続の荷重能力、全体としてロータシャフト１０の荷重能力を増加させる。
【００４９】
ピン１４は、それをロータシャフト本体１２に押動するとき、ピン１４を係止及び固定するために広がるラジアル構造の形態のピンカバー１４．５を有し、それによって、アンダーカット部１４．６は、ピンカバー１４．５上に形成される。
【００５０】
シャフト差込口１４．２は、ピン１４上の軸方向押圧またはピン１４の引き込みによって、ロータシャフト本体１２に押動される。ロータシャフト本体の内側表面１２．３は、シャフト差込口１４．２がロータシャフト本体１２に差し込まれるときに塑性的に変形し、ピン１４またはシャフト差込口１４．２と、ロータシャフト本体１２との間に正接続及び／または非正接続をもたらす。
【００５１】
固定要素１４．４の材料がロータシャフト本体の内側表面１２．３の材料よりも硬い場合でも、材料はまた、シャフト差込口１４．２をロータシャフト本体１２に差し込むとき、固定要素１４．４によって、取り外される、動かされる、投げ上げられる、または変形させることができる。逃げ溝１４．６は、固定要素１４．４によって取り外される、または変形される材料を持ち上げるために使用される。
【００５２】
逃げ溝１４．６は、また、軸方向に固定するためのアンダーカット部の押圧のために、使用されることができる。アンダーカット部１４．６は、それを成形するのが困難なタスクのため、ｉ）押圧中に投げ上げられる材料を集めること、ｉｉ）底部までの一定寸法と均等な要素を鍛造することのために使用されることができる。凹凸は、底部までの鍛造中に発生し得、シャフトの密接続を可能にしない。
【００５３】
逃げ溝１４．６の代替として、シャフトは、適宜、半径方向のカバーエリアとの接触を確実にするように、凹凸を相殺するために扱われることができる。
【００５４】
さらなる変形例は、シャフトの縁エリア（アンダーカット部）内での材料蓄積の標的導入である。シャフトの縁は、それが厚い状態になるような方法で幅広になる。連結するとき、拡張された縁は、シャフトの残りの外径を逃げ溝１４．６と平坦に押圧される。これは、追加の軸方向における引き抜き保護をもたらす。
【００５５】
挿入後の状況（すなわち、最終状態のロータシャフト１０）は、図３ａ、図３ｂに示される。図３ｂは、固定部材１４．４の領域内のシャフト差込口半径がロータシャフト本体１２の内半径よりも大きく、固定部材１４．４の外側の領域内のシャフト差込口半径がロータシャフト本体１２の内半径よりも小さく、それによって、特大サイズのものを形成することを示す。固定要素１４．４は、シャフト差込口円周に沿って均等に分配される、すなわち、方位角方向に等間隔に配列される。これは、シャフト差込口１４．２をロータシャフト本体１２に挿入するとき、ピン１４を良好に中心に位置付けることを可能にし、これにより、得られたロータシャフト１０の大部分が不平衡になる。
【００５６】
図４ａ及び図４ｂは、それぞれ、軸方向において部分的に楔形もしくは湾曲であり、及び／または部分的に高い、いずれかの場合の固定要素を示す。図４ａでは、楔の側面は凹曲面であり、図４ｂでは、それは、楔形である。ｉ）ロータシャフト本体へのシャフト差込口の挿入を容易にすることと、ｉｉ）シャフト差込口１４．２をロータシャフト本体１２に挿入するとき、ピン１４を良好に中心に位置付けることの両方の場合において、これにより、得られたロータシャフト１０の大部分が不平衡になる。さらに、第２のシャフトカップリング１４．１の方向において、距離（１４．７）だけ後方に補正されるように位置する厚さを伴う楔形エリアは、押圧中の摩擦接続を増加させる。距離（１４．７）は、ロータシャフト本体１２へのピン１４の挿入を容易にする。
【００５７】
好ましくは中空ピンまたは随意に巨大ピンのような形態であるピン１４は、トルクをロータシャフト１０に伝達するために、非表示の電気集合体（具体的には、電気モータ）の回転シャフトを伴う回転カップリング用の第２のシャフトカップリング１４．２を備える。
【００５８】
同様に、ロータシャフト本体１２は、第２の軸端において、ロータシャフト１０（本明細書では図示されない）によって駆動される要素の機械的接触をアクティブの状態にし得る、第１のシャフトカップリング１２．１を備える。
【００５９】
好ましくは、製造工程またはロータシャフト１０は、以下の特徴の１つ以上を含む。技術的に妥当である場合、その特徴を相互に組み合わせることができる。
【００６０】
特大サイズのものは、シャフト差込口の外側表面１４．３が少なくとも３つの固定要素１４．４を有し、固定要素１４．４の材料硬度は、ロータシャフト本体の内側表面１２．３の材料硬度よりも大きいことが好ましいという事実に基づいて生成される。
【００６１】
ピン１４は、鍛造の手段によって固定要素１４．４と一体に生成される。
【００６２】
ロータシャフト本体の内側表面１２．３は、シャフト差込口１４．２がロータシャフト本体１２に挿入されるときに塑性的に変形し、ピン１４またはシャフト差込口１４．２と、ロータシャフト本体１２との間に正接続及び／または非正接続をもたらす。
【００６３】
ロータシャフト本体１２へのシャフト差込口１４．２の挿入は、ピン１４上の軸方向押圧またはピン１４の後退によって生じる。
【００６４】
各々、一方の固定要素１４．４は、それぞれ、シャフト差込口の外側表面１４．３の隆起部として設計され、好ましくは、シャフト差込口半径の０．１％、０．５％、または１％を超える、及び５％、４％、または２％未満の高さを伴う、具体的には、ロータシャフト本体１２の軸方向に細長構造として設計される。
【００６５】
各々、一方の固定要素１４．４は、シャフト差込口１４．２及びロータシャフト本体１２の芯出しをもたらすために及びロータシャフト本体１２へのシャフト差込口１４．２の差し込みを容易にするために、軸方向に楔形になっており、シャフト差込口半径は、ｉ）固定要素１４．４の領域内のロータシャフト本体１２の内半径よりも大きいことが好ましいが、随意に、ｉｉ）固定要素１４．４の領域内において及びシャフト差込口１４．２の挿入された端の軸方向近傍において、ロータシャフト本体１２の内半径よりも小さく、ｉｉｉ）具体的には、固定要素１４．４の外側の領域内のロータシャフト本体１２の内半径よりも小さい。
【００６６】
各々、一方の固定要素１４．４は、ｉ）シャフト差込口１４．２の長さまたは軸方向延長の１％、３％、または１０％を超える、及び１５％、５０％、または８５％未満の軸方向延長と、ｉｉ）好ましくは、シャフト差込口の円周の０．１％、０．５％、または１％を超える、及び２％、３％、または４％未満の方位延長とを有する。
【００６７】
シャフト差込口の外側表面１４．３は、３、５、または１０を超える、及び１５、２０、または４０未満の固定要素１４．４を有し、好ましくは、固定要素がシャフト差込口の円周を覆う程度を示す対象範囲の度合いが、＜５０％、＜４０％、または＜３０％、及び＞１％、＞５％、または＞１０％の値を有する。
【００６８】
固定要素１４．４は、シャフト差込口円周に沿って均等に分配される。
【００６９】
各々、一方の固定要素１４．４は、少なくとも、いくつかのエリア内で、半径方向に円錐構造として設計される。
【００７０】
ピン１４は、それがロータシャフト本体１２に挿入されるとき、ピン１４を係止及び固定するために広がるラジアル構造の形態のピンカバー１４．５を有し、逃げ溝１４．６は、ピン１４がロータシャフト本体１２に挿入されるとき、取り外され、動かされ、または投げ上げられる材料を受けるためのピンカバー１４．５上に形成されることが好ましい。
【００７１】
ピン１４は、回転シャフトを伴う回転カップリング用の第２のシャフトカップリング１４．２を有する。
【００７２】
図５、図６、図７ａ、及び図７ｂは、本発明のさらなる実施形態による、シャフト差込口１４．２をロータシャフト本体１２に挿入する前のピン１４及びロータシャフト本体１２の斜視図を示す。主に、図５〜図７ｂに示される実施形態は、図１〜図４ｂに示される実施形態に対応し、本質的に、固定要素１２．４の配列に関してだけ異なる。具体的には、それは、固定要素１２．４がロータシャフト本体の内側表面１２．３だけから、またはそれからも同様に突出する（具体的には、内向きに突き出る）追加的設計に従って提供される。シャフト差込口の外側表面１４．３は、他方では、固定要素１４．４もしくは隆起部を自由にし、または、図１〜図４に関して説明されるように、それ自体が（さらに）固定要素を有する。固定要素１２．４は、ロータシャフト本体の内側表面１２．３から突出する。具体的には、特大サイズのものはまた、固定要素間のエリア内に存在し、その状態では、可能である最大付加的摩擦接続がロータシャフト本体とシャフト差込口との間で形成されることがもたらされる。しかしながら、固定要素の存在により、利点をもたらすように、固定要素間のエリア内の特大サイズのものによって形成される圧入を小さくまたは適合することができる。
【００７３】
好ましくは、ロータシャフト本体の少なくとも１つの内側表面１２．３は、少なくとも３つの固定要素１２．４を有し、固定要素１２．４の材料硬度は、具体的には、シャフト差込口の少なくとも１つの外側表面１４．３の材料硬度よりも大きいことが好ましい。さらに、一方の固定要素１２．４は、各々、シャフト本体の内側表面１２．３の隆起部として形成され、好ましくは、シャフト差込口半径またはロータシャフト本体の内半径の０．１％、０．５％、または１％を超える、及び５％、４％、または２％未満の高さを有する、具体的には、ロータシャフト本体１２の軸方向に沿った細長構造として形成されることがもたらされる。ロータシャフト本体の内側本体の半径（すなわち、内半径）は、
ｉ）固定要素１２．４の領域内でシャフト差込口１４．２のシャフト差込口半径よりも小さいことが好ましいが、必要に応じて、
ｉｉ）固定要素１２．４の領域内で及びシャフト差込口１４．２の挿入された端の軸方向近傍において、シャフト差込口半径よりも大きく、及び／または
ｉｉｉ）具体的には、固定要素１２．４の外側のエリア内でロータシャフト本体１２の内半径よりも大きい。
【００７４】
さらに、組み立てられた状態では、シャフト差込口の外側表面１４．３と、ロータシャフトの内側表面との間に間隙が形成されないように計画されている。
【００７５】
図８、図９ａ、及び図９ｂは、本発明の別の実施形態による、シャフト差込口１４．２をロータシャフト本体１２に挿入する前のピン１４及びロータシャフト本体１２の斜視図を示す。ロータシャフト本体と図５〜図８ｂのものとの間の本質的な唯一の差は、ロータシャフト本体の内側表面上の固定要素が、縦方向に測定されたロータシャフト本体の全長にわたって本質的に延在することである。
【符号の説明】
【００７６】
１０  ロータシャフト
１２  ロータシャフト本体
１２．１  第１のシャフトカップリング
１２．３  ロータシャフト本体の内側表面
１２．４  固定要素
１４  ピン
１４．１  第２のシャフトカップリング
１４．２  シャフト差込口
１４．３  シャフト差込ユニットの外側表面
１４．４  固定要素
１４．５  ピンカバー
１４．６  逃げ溝
１４．７  距離
【図１】
2019531901.tif 000003
【図２】
2019531901.tif 000004
【図３ａ】
2019531901.tif 000005
【図３ｂ】
2019531901.tif 000006
【図４ａ】
2019531901.tif 000007
【図４ｂ】
2019531901.tif 000008
【図５】
2019531901.tif 000009
【図６】
2019531901.tif 000010
【図７ａ】
2019531901.tif 000011
【図７ｂ】
2019531901.tif 000012
【図８】
2019531901.tif 000013
【図９ａ】
2019531901.tif 000014
【図９ｂ】
2019531901.tif 000015
【国際調査報告】
2019531901.tif 000016
2019531901.tif 000017
2019531901.tif 000018
2019531901.tif 000019
2019531901.tif 000020
2019531901.tif 000021